(57)【要約】【課題】  残留磁場方式の電磁流量計おいて、最小の消費電力かつ最大効率で磁束量増加を図る手段を提供する。【解決手段】  所望の磁束密度を達成する際に、磁気回路をＮ個に分割した並列構成とし、一対のコアプレート上にＮ個の励磁コイル群として収容する。これにより、一つの磁気回路が駆動する保磁力値の負担が１／Ｎに縮小される結果、磁気回路一個毎の励磁電力の消費を（１／Ｎ）二乗に削減できる。これらＮ個の磁気回路を並列駆動した結果で得られる磁束の総和を、単一のコアプレート上に集約している。【選択図】                    図１   
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路を流れる被測定流体と交差した磁束を生成する複数の磁極コアと、前記夫々の磁極コアに外部磁界を印加する励磁コイルとを備えた電磁流量計において、
前記管路と接する一対のプレートコアを備えたことを特徴とする、電磁流量計。
【請求項２】
複数の前記磁極コアは、前記磁束に対応する保磁力を各々が分担していることを特徴とする、請求項１記載の電磁流量計。
【請求項３】
複数の前記磁極コアは、前記磁束に対応する保磁力を各々が均等に分担していることを特徴とする、請求項１記載の電磁流量計。
【請求項４】
前記プレートコアに配置する前記磁極コアは、前記磁界の向きを全て同一方向に揃えたことを特徴とする、請求項１記載の電磁流量計。
【請求項５】
前記プレートコアは、複数の前記磁極コアと前記管路との間に設けたことを特徴とする、請求項１記載の電磁流量計。
【請求項６】
前記プレートコアは、複数の前記磁極コアの生成する磁界を加算して前記管路内に均等に交差させていることを特徴とする、請求項１記載の電磁流量計。
【請求項７】
前記磁極コアは、それぞれが独立した磁気回路を形成していることを特徴とする、請求項１記載の電磁流量計。
【請求項８】
前記磁気回路は、それぞれが同一の起磁力とパーミアンス値とを有しかつ磁路の形状を合同にしたことを特徴とする、請求項１記載の電磁流量計。
【請求項９】
前記磁束は、一定周期で交互に方向が反転する残留磁場により生成されることを特徴とする、請求項１から請求項８の何れかに記載の電磁流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路に流れる被測定流体と交差する励磁磁束による誘導起電力を測定原理に用いた電磁流量計に関わり、特に低消費電力で高磁束密度を得る様に改善した電磁流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁流量計の測定原理に関連して残留磁場方式の励磁コイルを備えた、先行技術文献としては次のような公報がある。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５５−１０６３１６公報
【０００４】
一方、電磁流量計の測定原理に関連して複数対の励磁コイルを備えた、先行技術文献としては次のような公報がある。
【０００５】
【特許文献２】特開２００１−２８１０２８公報
【特許文献３】特開平８−７５５１４公報
【０００６】
複数対の励磁コイルを備えた特許文献２は、大口径の管路に適合する電磁流量計を開示している。しかしながら特許文献２の電磁流量計は、Ｂ−Ｈヒステリシス特性の第２象限または第４象限のパーミアンス直線上に動作点を持つ残留磁場方式としての特徴を有さない。
【０００７】
同様に複数対の励磁コイルを備えた特許文献３の電磁流量計では、複数のポールピースコアに施された励磁コイル群と帰還磁路である単一リターンコアとで、磁気回路を構成している。しかしながら、複数励磁コイルの各磁束を加算して被測定管路内へ均等配分するプレートコアを構成に含まない。
【０００８】
次に、特許文献１に相当する電磁流量計について図５を用いて説明する。図５は、残留磁場方式の励磁コイルを備えた電磁流量計の簡易構成を示している。図５は磁極コア１、励磁コイル２、帰還磁路４、被測定管路５、電極６とで構成されている。
【０００９】
被測定管路５の流路中心軸を挟んで対向設置された一対の励磁コイル２は、共通の磁気回路を形成する様に構成されている。また励磁コイル２は、図示していない電流源と接続され同時に等しい励磁電流を流すことができる。一方、２箇所の電極６は励磁コイル２同士を結ぶ軸線と直角に被測定管路５の流路中心軸を挟んで対向設置している。
【００１０】
ここで、図５に例示する残留磁場方式の電磁流量計の動作を説明する。
一対の励磁コイル２は、図示していない磁気回路を励磁する作用をもち、間欠的かつ一定周期で向きを交互に入れ替える励磁電流が印加される。
【００１１】
磁極コア１には、硬質磁性材料（磁石）と軟磁性材料（鉄、珪素鉄など）の中間の磁気特性を持つ、半硬質磁性材料を使用している。
【００１２】
何れかの向きに励磁電流を印加した場合は、励磁コイル２同士で互いに強めあう向きの外部磁界を生成する様に励磁コイル２の巻き線方向を設定してある。このため、励磁電流印加に伴い、磁界の中心に位置する双方の磁極コア１では磁化が進み磁束密度が飽和状態となる。
【００１３】
励磁電流が一旦消失して励磁コイル２による外部磁界が無くなっても、両磁極コア１では残留磁束密度Ｂｒを保持している。残留磁場方式の電磁流量計は、半硬質磁性材料が提供する、残留磁束密度を起磁力とする磁気回路を測定に応用している。
【００１４】
すなわち磁気回路は、２箇所の磁極コア１に残留している磁気エネルギーで維持され、その磁路の一部が被測定管路５の流路中心軸を横断する様に設定してある。このため被測定管路５の断面に対して、軸対象かつ略均一形となるようにして磁束と交差させている。
【００１５】
被測定管路５を横断した磁束は対極側の励磁コイル２に集約され、帰還磁路４を介して出発点の極側の励磁コイル２に帰還して磁気回路が完結する。
【００１６】
次いで、前回印加した励磁電流の向きと逆方向で励磁電流が流れると、励磁コイル２は互いに強めあう向きで前回とは逆方向に外部磁界を生成する。このため磁界の中心に位置する双方の磁極コア１では、前回獲得した磁化と磁束密度が共に減少過程を経てから消失し、今度は逆方向に磁化を進めて逆方向の磁束密度が飽和状態となる。これにより、帰還磁路４と被測定管路５を通る磁気回路の向きも反転する。
【００１７】
このような磁極コア１の磁化過程について一定周期で反復する履歴は、印加された外部磁界Ｈの向きと強度を横軸に、磁化された磁束密度の向きと強度を縦軸にとった、磁気履歴曲線（Ｂ−Ｈ曲線）またはＢ−Ｈヒステリシス特性として知られている。
【００１８】
磁極コア１は半硬質磁性材料としてのヒステリシス特性に従い、一巡過程を通じ磁化の状態を交互に反転させている。このため磁気回路も、一定周期で間欠的に印加され方向を交互に入れ替える励磁電流のタイミングで生じる外部磁界に従い、磁路の向きを一定周期毎に反転させている。
【００１９】
励磁電流の印加が無いとき、すなわち磁路反転が無い大半の時間を通じ磁気回路に安定した磁路を維持させるための起磁力は、励磁コイル２が持つそれぞれの磁極コア１の残留磁束を用いている。
【００２０】
被測定管路５の流体Ｆが、安定状態にある磁気回路の磁束を横切ることにより、ファラデー（Faraday）の電磁誘導の法則に則り、磁束密度Ｂと流体移動Ｆとの双方に直交する方向を持ち、ＢとＦとの積で与えられる大きさを持つ誘導起電力Ｉを生成する。
【００２１】
磁極コア１の残留磁束密度の保持作用から、このときの磁束Ｂが一定値を保つことにより、誘導起電力Ｉとして電極６間に観測される電圧値が、流体移動Ｆの量を正確に反映する。すなわち電極６間で電圧波形を観測することは、比例関係にある流体Ｆの移動量をリアルタイムに観測することになる。
【００２２】
このようにＦ・Ｂの積で得られる物理量を測定に用いる原理から、残留磁場方式の電磁流量計の測定精度や流速分解能は、交差する磁気回路が与える残留磁束密度Ｂの値に直接影響される。
【００２３】
磁気回路ではその磁路が、磁極コア１、帰還磁路４、図示していない励磁コイル２表面のエアギャップ等を一巡する形状で構成される。この間にある物質の材質や形状、透磁率等から一意に定まる系全体のパーミアンス値Ｐｍにより、磁極コア１の半硬質磁性材料に残留している磁化エネルギーに相応する一定量の磁束密度Ｂが決定される。
【００２４】
図６は、図５の電磁流量計の磁極コアに用いられる半硬質磁性材料のＢ−Ｈヒステリシス特性の第二象限部を示している。磁路の形状や材質で一意に定まるパーミアンスＰｍは、系によって一定であるため図６では傾き一定のパーミアンス直線Ｐｍで示される。
【００２５】
流量計測に必要な残留磁化エネルギーが保持された状態とは、磁化エネルギーに対して一定比率の反磁界成分が平衡し安定した状態であり、Ｂ−Ｈヒステリシス特性では第二象限または第四象限で表される。すなわち、残留磁場方式の電磁流量計では、系が安定状態を得るのは常にパーミアンス直線上である。
【００２６】
電磁流量計は測定原理から明らかなように、流路Ｆと交差する磁束密度Ｂの値を大きく出来れば、それに比例して精度や流速分解能の改善が図れる。すなわち一定量の磁束密度Ｂに対する、流量Ｆの積が測定結果となるためである。
【００２７】
また残留磁場方式の電磁流量計は、残留磁気エネルギーに基づき安定状態下にある残留磁束密度を測定に利用するため、磁束方向を反転させる際に必要な外部磁界の印加時にしか電力を消費しない。
【００２８】
したがって、他方式の電磁流量計に較べ消費電力が少なくて済むため、電池で駆動することも可能である。このため残留磁場方式の電磁流量計は、電力事情や電源確保について設置場所の制約を受けない利点を生かし、屋内外の流体配送施設で広く使用されている。
【００２９】
電磁流量計の磁気回路では一般に、エアギャップ部分では磁束が浸透し難くなることから、残留している磁化エネルギー全体に対し磁路の向きに逆らう反磁界の成分を増やす作用を強めてしまう。このような構成上の要因は、系が得られるパーミアンス値Ｐｍを低下させる作用があるため、磁束密度Ｂｍの著しい増量は困難である。
【００３０】
残留磁場方式の電磁流量計のパーミアンスＰｍは一定であるので、磁路の構成や構造を変更することなく現行のＢｍ１よりも高い磁束密度を得ようとすれば、図６の特性に示す如く磁極コアの材質を変更し、保持力Ｈｃを増大させる必要がある。
【００３１】
例えば、保持力をＨｃから２倍の２・Ｈｃに増加させると図６のパーミアンス直線に沿ってこれに比例した残留磁束密度Ｂｒで定まる新たな動作値Ｂｍ２を確保できる。このため系の動作点はＰ１からＰ２に移動する。
【００３２】
しかしながら電気回路において電流二乗で生じるジュール熱と同様、磁気回路は励磁する保持力２・Ｈｃの二乗に比例してヒステリシス損失を生じる結果、Ｈｃのときに比して４倍の励磁電力を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
このように低消費電力が特長である残留磁場方式の電磁流量計にあっては、被測定流体Ｆに対して高感度や高精度を得るのに必要かつ十分な磁束密度Ｂｍの確保は、消費電力とのトレードオフとなる。すなわち図５に示す従来の残留磁場方式の電磁流量計では、低消費電力で効率良く磁束の増加を図るという、相反する課題の両立は困難であった。
【００３４】
本発明は上述した従来技術の問題を解決するためになされ、その目的は残留磁場形式の電磁流量計において、消費電力を抑制しながら最小の励磁エネルギー投入量で磁束密度の増強を図る手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
このような目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
管路を流れる被測定流体と交差した磁束を生成する複数の磁極コアと、前記夫々の磁極コアに外部磁界を印加する励磁コイルとを備えた電磁流量計において、
前記管路と接する一対のプレートコアを備えたことを特徴とする、電磁流量計である。
【００３６】
請求項２記載の発明は、
複数の前記磁極コアは、前記磁束に対応する保磁力を各々が分担していることを特徴とする、請求項１に記載の電磁流量計である。
【００３７】
請求項３記載の発明は、
複数の前記磁極コアは、前記磁束に対応する保磁力を各々が均等に分担していることを特徴とする、請求項１に記載の電磁流量計である。
【００３８】
請求項４記載の発明は、
前記プレートコアに配置する前記磁極コアは、前記磁界の向きを全て同一方向に揃えたことを特徴とする、請求項１記載の電磁流量計。前記プレートコアは、複数の前記磁極コアの生成する磁界を加算して前記管路内に均等に交差させていることを特徴とする、請求項１に記載の電磁流量計である。
【００３９】
請求項５記載の発明は、
前記プレートコアは、複数の前記磁極コアと前記管路との間に設けたことを特徴とする、請求項１に記載の電磁流量計である。
【００４０】
請求項６記載の発明は、
前記プレートコアは、複数の前記磁極コアの生成する磁界を加算して前記管路内に均等に交差させていることを特徴とする、請求項１に記載の電磁流量計である。
【００４１】
請求項７記載の発明は、
前記磁極コアは、それぞれが独立した磁気回路を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の電磁流量計である。
【００４２】
請求項８記載の発明は、
前記磁気回路は、それぞれが同一の起磁力とパーミアンス値とを有しかつ磁路の形状を合同にしたことを特徴とする、請求項１に記載の電磁流量計である。
【００４３】
請求項９記載の発明は、
前記磁束は、一定周期で交互に方向が反転する残留磁場により生成されることを特徴とする、請求項１から請求項８の何れかに記載の電磁流量計である。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の請求項１から請求項９の発明によれば、所望の磁束密度について最小限の消費電力で達成できる効果を得られる。
【００４５】
すなわち、磁極コアの保持力を増強した一組の励磁コイルのみを備えた単一磁気回路の構成では、励磁エネルギーの必要量が磁束増加率の二乗で激増するのに対し、磁極コアの保持力を変えず、磁気回路を並列構成とすることによって励磁エネルギーの必要量を磁束増加率と正比例するように抑制できる。
【００４６】
さらに、単独の磁気回路を磁極コアの保持力を１／ＮにしたＮ個の並列構成に分割することによって、同一量の磁束密度を得る場合に一磁気回路あたり（１／Ｎ）２乗の励磁エネルギー量で達成できる。
【００４７】
このため電磁流量計において所望の残留磁束密度量を調達する場合に、プレートコアに載せる励磁コイルを複数個に分割した構成が選択でき、励磁電力量を指数関数的に節約する効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明の残留磁場方式の電磁流量計に係る一実施例を示す構成ブロック図である。
【００４９】
図１の実施例は磁極コア１，励磁コイル２，プレートコア３，帰還磁路４、被測定管路５、電極６で構成してある。ただし図５に示した従来例と同一符号を付した部材は、同一機能であるから詳細説明を省略する。
【００５０】
本発明は、残留磁束を生成するために駆動が必要な磁気回路を並列構成に分割し、所定の保持力Ｈｃ値の調達を、複数の磁極コアによって分担させる機能を提供する機能を持つプレートコア３によって特長付けられる。
【００５１】
磁極コア１は、４００Ａ／ｍから８ＫＡ／ｍの保持力を持つ、半硬質磁性材料を用いている。磁極コア１は２対で合計４個が用いられ、測定管路５の円周方向に沿って測定管路５の同一断面上に配置されている。
【００５２】
各磁極コア１は同一巻き回数の励磁コイル２が施され、同一の対で対向設置している磁極コアの励磁コイル同士は、互いに同一磁界を共有する方向で巻かれている。
【００５３】
また対向設置してある励磁コイル２同士が測定管路５の円周上で最大離角を得る様に、励磁コイル同士は上面側と下面側に寄せてそれぞれ密着して設置してあり、上面側と下面側の励磁コイル群でＳ極またはＮ極を交代で交互に分担する。
【００５４】
プレートコア３は、被測定管路５と各励磁コイル２の間に両極の片側励磁コイル群ごとに密着して設置され、被測定管路５の断面に沿った形状と特定の厚さを有する。
【００５５】
帰還磁路４は、被測定管路５の外周に密閉して設けられ励磁コイル２とプレートコア３を収容できる最小内径で設けている。
【００５６】
被測定管路５は、被測定流体Ｆが配送されている管路である。内壁は絶縁性の物質でライニングが施されている。
【００５７】
電極６は、図１の実施例では被測定流体Ｆと接液して設置してある。電極６は、上面側と下面側に寄せてそれぞれ密着して設置してある両極の励磁コイル２群の中心を結ぶ軸線から９０度の角度で、すなわち対応設置してある励磁コイル２群が生成する磁場の向きと直角に交差する位置に対向して２箇所に設置している。
【００５８】
次に、図１の実施例の作用について説明する。各励磁コイル２には、方形波又は三角ののこぎり状波形のパルス電流を印加する。一定時間を置いて今度は逆方向で、波形形状が合同のパルス電流を印加する。この様なグランドレベルを中心とする正逆方向で一定間隔の繰り返し電流を印加することにより、対応する励磁コイル２群には一定間隔で繰り返し向きを反転する磁界が生成される。
【００５９】
正方向に電流の流れている間の励磁コイル２周辺を軸とする磁界が、磁極コア１の磁化を促進し、電流停止後も反磁界で相殺される成分を差引いた残留磁束密度Ｂｍが安定して存続する。
【００６０】
次に同様にして、今度は逆方向に電流が流れると各励磁コイル２には、電流が流れている間に生ずる励磁コイル２周辺を軸とした前回と逆方向の磁界が、今度は逆方向に磁極コア１の磁化を促進する。電流停止後も反磁界で相殺される成分を差引いた逆方向の残留磁束密度−Ｂｍが安定して存続する。
【００６１】
この様な操作を連続して繰り返すことによって磁束密度｜Ｂｍ｜は、電流印加に伴う磁極反転操作の時間を除いた時間、安定して維持される。さらに、グランドレベルに対して線対象の電流波形を繰り返し印加することで、図示していない電流駆動回路の零点変動を抑制すると共に、正逆両方向で発生する磁束密度を一定に保つ作用を持つ。
【００６２】
また、磁極コア１を磁化するために励磁電流を印加する場合は、複数対の励磁コイル２に対し正逆いずれの方向においても同時タイミングで行う。従って各励磁コイル２は電流駆動回路に直列接続しても並列接続しても良い。
【００６３】
磁束密度｜Ｂｍ｜を維持するための残留磁気エネルギーは、両極の磁極コア１に蓄えられ、磁極コアを出発点とする磁束Ｂｍは、プレートコア３を経て被測定管路５内部へ浸透する。ただしＢｍは方向が交互に反転するため、磁束の存在を示すＢｍのベクトルは図示していない。
【００６４】
プレートコア３は磁路のパーミアンスを高め、被測定管路５への磁束の浸透を促すと共に管路内部の磁界分布を対称形状に改善する作用をもつ。これにより被測定流体の流速分布の影響を最小にするためである。
【００６５】
また、両極のプレートコア３上で複数ある励磁コイル２同士を密着させているのは、各磁気回路からの磁束の漏れを最小にするためである。両極のプレートコア３は、それぞれ励磁コイル２を複数個、図１の実施例では２個備えていることから、一枚のプレートコア３は２×Ｂｍの磁束密度を引き受けて、対極側のプレートコア３と協業して被測定管路５内へ対称形に分布させ、磁力線の配置を整える作用をもつ。
【００６６】
プレートコア３に乗せる励磁コイル２の個数を増設することにより、例えば励磁コイル２をＮ対で構成すれば、磁束密度の総量はＮ×Ｂｍとなるから被測定管路５内へ浸透して測定に寄与する磁束密度の総量をＮ倍に強化させる作用をもつ。
【００６７】
被測定管路５内に浸透した磁束Ｂを流体Ｆが横切ることにより、ファラデー（Faraday）の電磁誘導の法則に則り、磁束密度Ｂと流体移動Ｆとの双方に直交する方向を持ち、ＢとＦとの積で与えられる大きさの誘導起電力を生成する。
【００６８】
このときの誘導起電力は、２個の励磁コイル２で構成される２×Ｂｍの磁束によって生じているから、流量Ｆに対する測定感度や精度は単一励磁コイル構成に比して２倍に向上させる効果がある。
【００６９】
このように励磁コイルの組数を増設することにより、例えば励磁コイル２をＮ対で構成すれば、比測定管路５内の磁束密度の総量は簡単にＮ×Ｂに増強できる。
【００７０】
Ｎ×Ｂの磁束密度が残留磁束として一定値を保っているので、誘導起電力として電極６間で観測される電圧波形は、流体Ｆの移動量を反映している。電極６に生じている電圧信号は、図示していないバッファ、増幅器、Ａ／Ｄ変換器などを経て、デジタル値に変換され流量を表示する出力信号として取り出される。
【００７１】
被測定管路５を通過し流体Ｆと交差した磁束は、対向設置されたプレートコア３を経て対極側のそれぞれの励磁コイル２へと集約される。一方、帰還磁路４は、両極のプレートコア３同士を被測定管路５の外側で磁気的に結合させる機能をもち、各励磁コイル２の一対ごとに対応する磁気回路を収容している。ただし磁束Ｂｍのベクトルと同様に、帰還磁路４内部の各磁気回路は、図１が断面の構図であるため図示していない。
【００７２】
両極のプレートコア３と各励磁コイル２は中心軸に対して線対称に配置されているため、２個の励磁コイルによる磁気回路の形状は線対称で合同形となる。これにより励磁コイルを増設しても、被測定管路５内側の磁束分布は均一に保たれている。
【００７３】
帰還磁路４は、更にこれらの磁気回路に対して系を高パーミアンス側へ移行させ全体の磁気抵抗を下げる機能も併せ持つ。これにより、被測定管路５へ注入する磁束量の減少を防ぐと共に、両極のプレートコア３と連携して磁路の安定化も図っている。
【００７４】
本発明が実施された図１以外の構成例として、図２、図３を示す。これらの図は、図１と同様に被測定管路の切断面と上面を示している。
【００７５】
図１と同一番号をもつ部材は、同一作用をもつ部材であるから説明は省略する。図２の実施例は、図１と同様に磁極コア１を２対で合計４個を用い、被測定管路５の円周方向に替わって流路方向に沿った配置としている。
【００７６】
単独磁気回路を２個に並列化したことによる作用は図１の実施例と同様である。図２の実施例は図１の実施例に対し帰還磁路４の経路を長く取り、磁気回路の形状が図１の磁気回路と一部異なるが、作用は図１の実施例と同様である。
【００７７】
プレートコア３２の形状は図１と場合と異なってはいるが、複数の励磁コイルすなわち複数磁気回路を単一プレートコア上に集約して磁束を結集させ、被測定管路５に対し均等かつ対象形に交差する磁束を整形する作用は同一である。
【００７８】
図３の実施例は図１の実施例の構成を２倍にし、図２と同様にして測定管路５の流路方向へ拡張した例を示している。図１の実施例では２つの磁気回路を使用していたのに対し４つの磁気回路を並列に使用して図１の実施例の２倍の磁束密度を得ている。
【００７９】
プレートコア３３の形状は図１や図２の場合と異なっている。但し、複数の励磁コイルすなわち複数磁気回路を単一プレートコア上に集約して磁束を結集させ、被測定管路５に対して均等かつ対象形に交差する磁束を整形するという作用は同一である。
【００８０】
図３実施例では、図１実施例に対し磁束の増加量に正比例して消費電力が２倍になっている。しかしながら磁気回路を二分割した結果、各磁極コアの保持力をそれぞれ単純に２倍し分割をしなかった場合の消費電力に比べ1／２の増加分で済んでいる。
【００８１】
次に図４を用いて本発明の作用、効果について更に説明する。これらの図は、励磁電力の大半を構成する各磁気回路におけるヒステリシス損の概念を示している。ヒステリシス損は磁極コアの持つ、残留磁束密度Ｂｒと保持力Ｈｃとの積で与えられる。したがって図４中の各方形の面積は、各磁極コアにおいて磁極反転を繰り返す磁化サイクルの一周期毎に消費される電力に相当する。
【００８２】
図４Ａの方形面積は、任意の磁極コアによる保持力Ｈｃと残留磁束密度Ｂｒにより一回の磁化サイクルの電力消費を示している。図４Ｂは、図４Ａが使用している磁極コアの２倍の保持力、すなわち２・Ｈｃとした磁極コアを使用することにより、図４Ａに対して２倍の磁束密度２・Ｂｒを獲得する場合に必要となる消費電力を示している。
【００８３】
図４Ｃは、図２Ａが使用している磁極コアの保持力を３倍、すなわち３・Ｈｃとした磁極コアを使用することにより、図４Ａの構成に対して３倍の磁束密度３・Ｂｒを獲得する場合に必要となる消費電力を示している。
【００８４】
すなわち、図４ＢとＣの従来例では、２・Ｂｒまたは３・Ｂｒの磁束密度の増加を得ようとする場合は、必要となる励磁電力が指数関数的な増加を示し、図４Ａに対してはそれぞれ４倍と９倍の消費電力が必要になる。
【００８５】
磁気回路おいてパーミアンスの傾きが一定であれば、磁極コアは保持力Ｈｃ値に正比例した磁気エネルギーを残留磁束Ｂｒとして提供できる。ただし代償として、磁気回路におけるヒステリシス損を伴い、この損失量がＨｃ値の二乗で作用している為である。
【００８６】
一方、本発明を適用すれば、残留磁束を生成するために駆動される磁気回路が並列構成としてあるため、ヒステリシス損の要因でもある所要の保持力Ｈｃ値は、並列化された各磁気回路によって均等に分担される。
【００８７】
所望のＢｒ値を達成する場合に、対応Ｈｃ値を１／Ｎに分割した結果、前述したＨｃ値の二乗で作用するヒステリシス損の発生は、全体でＮ×（１／Ｎ）二乗に抑制できる。
【００８８】
例えば、図４Ｄ１とＤ２は、２つの磁気回路を並列化した図１の実施例に対応し、図４Ｂの磁極コアが単独で持つ、保持力２・Ｈｃの値を２つの磁気回路で分担している。このため各磁気回路が独立に残留磁束Ｂｒを生成し（Ｂｒ＋Ｂｒ）により、全体で２・Ｂｒを達成している。
【００８９】
図４Ｄ１〜２と図４２Ｃの比較で明らかな様に、獲得される磁束密度の総量は、縦軸Ｂ上でＢｒ長の総和で示され、どちらも同一値２・Ｂｒを達成している。ところが、従来例に相当する図４Ｃでは、２・Ｂｒを得るために４倍の消費電力の増加を必要としている。
【００９０】
図４Ｅ１〜Ｅ３は、図４Ｃの磁極コアが単独で担う保持力３・Ｈｃの値を、３つの磁気回路によって分担している。それぞれの磁気回路が単独に生成するＢｒを持ち寄り、磁束密度の総和で（Ｂｒ＋Ｂｒ＋Ｂｒ）を達成している。これらの磁束を一対のコアプレートに収容した結果、被測定流体と交差する磁束密度の総量値は３・Ｂｒを達成している。
【００９１】
図４Ｅ１〜Ｅ３と図４Ｃとの比較で明らかな様に、所望する磁束密度の総量を、縦軸Ｂにおける長さの総和で表せば、どちらも同一長の磁束値３・Ｂｒを達成している。ところが従来例の図４Ｃは、単一磁気回路による励磁電力量が９倍もの増加率を示している。
【００９２】
以上説明した様に、本発明によれば所望の磁束密度を達成する場合、並列化した複数の磁気回路に分担発生させることで、単一磁気回路当たりの磁化エネルギー所要量を格段に節約できる。
【００９３】
すなわち、磁気回路をＮ個に分割し並列化して単一のコアプレート上に収容することにより、単一磁気回路の構成に比して一磁気回路あたりの消費電力を１／Ｎまでに低減できる。このため、残留磁場方式の電磁流量計を電池駆動とする場合、多大なるエネルギー節約効果を得られる。さらには、電源部容積や電池容量低減の効果による小型省スペース化も併せて実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明が適用された電磁流量計の一実施例を、二面図を用いて示した構成図である。
【図２】本発明が適用された電磁流量計の一実施例を、二面図を用いて示した構成図である。
【図３】本発明が適用された電磁流量計の一実施例を、二面図を用いて示した構成図である。
【図４】半硬質磁性材料のＢ−Ｈヒステリシス特性の説明図である。
【図５】残留磁場方式による、従来の電磁流量計の構成例を示した図である。
【図６】半硬質磁性材料のＢ−Ｈヒステリシス特性上で励磁電力量を面積比で示した図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  磁極コア
２  励磁コイル
３  プレートコア
４  帰還磁路
５  被測定管路
６  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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